Tiềm năng áp dụng công nghệ tạo hạt tầng sôi thu hồi nitơ, phospho và kali trong nước thải trang trại chăn nuôi lợn theo hướng kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam

Bài viết thực hiện nhằm tìm hiểu về công nghệ xử lý nước thải chăn nuôi lợn trong nước và trên thế giới; thực trạng ứng dụng công nghệ tiên tiến tầng sôi tạo hạt đồng nhất; công nghệ tạo hạt tầng sôi tạo hạt đồng nhất một giải pháp kinh tế tuần hoàn và bền vững;...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tiềm năng áp dụng công nghệ tạo hạt tầng sôi thu hồi nitơ, phospho và kali trong nước thải trang trại chăn nuôi lợn theo hướng kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam DIỄN ĐÀN - CHÍNH SÁCH Tiềm năng áp dụng công nghệ tạo hạt tầng sôi thu hồi nitơ, phospho và kali trong nước thải trang trại chăn nuôi lợn theo hướng kinh tế tuần hoàn tại Việt Nam LÊ VĂN GIANG, LƯU THẾ ANH Viện Tài nguyên và Môi trường, Đại học Quốc gia Hà Nội 1. MỞ ĐẦU sông Hồng. Chính phủ có chủ trương đổi mới tư duy từ Năng suất nông nghiệp thế giới phụ thuộc rất lớn sản xuất nông nghiệp sang phát triển kinh tế nông nghiệp vào lượng phân bón vô cơ bao gồm nitơ (N), kali (K) và với ba trụ cột chính là nông nghiệp sinh thái, nông thôn phospho (P) đầu vào. Nhu cầu lớn về phân bón vô cơ hiện đại và nông dân văn minh. Tuy nhiên, nông nghiệp cùng với việc sử dụng chất dinh dưỡng này kém hiệu quả Việt Nam vẫn còn quá phụ thuộc vào lượng lớn phân bón đã gây ra áp lực lớn lên trữ lượng các mỏ khoáng này và vô cơ đầu vào, gồm các loại phân bón nitơ (N), phốt phat thị trường phân bón vô cơ toàn cầu hoàn toàn phụ thuộc (P2O5) và kali (K2O) [10]. Bên cạnh đóng góp quan trọng vào nguồn dữ trữ của các mỏ khoáng P tự nhiên. Hiện cho kinh tế nông nghiệp, ngành chăn nuôi Việt Nam cũng thế giới đang đứng trước việc khai thác quá mức các loại gây ra nhiều áp lực lên môi trường do lượng chất thải phát khoáng này; trong năm 2020, lượng khai thác N, P và K sinh rất lớn. Theo Bộ NN&PTNT, cả nước có khoảng 12 lần lượt là 119 triệu tấn, 46 triệu tấn P và 37 triệu tấn để triệu hộ gia đình có hoạt động chăn nuôi và 23.500 trang phục vụ cho nhu cầu sản xuất phân bón [1]. Trong đó, trại chăn nuôi tập trung. Trong đó, phổ biến là chăn nuôi hơn 90% trữ lượng mỏ P trên thế giới đến từ Maroc, Iraq, lợn (khoảng 4 triệu hộ) và gia cầm (gần 8 triệu hộ), với Trung Quốc, Algeria và Syria [2, 3]. Sự phân bố tập trung tổng đàn khoảng 362 triệu con gia cầm, 29 triệu con lợn ở phạm vi địa lý nhất định của các mỏ nguyên liệu này và 8 triệu con gia súc [11]. Ước tính mỗi năm lượng chất đã tiềm ẩn những rủi ro chính trị và kinh tế cho các quốc thải chăn nuôi thải ra môi trường khoảng 84,5 triệu tấn/ gia phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu phân bón chứa P. năm, riêng chăn nuôi lợn có hơn 0,8 triệu m3 nước thải/ Tuy nhiên, trữ lượng mỏ khoáng P không phải là vô tận, ngày, đêm (1 con lợn cần 25 lít nước tắm, rửa chuồng) và chỉ có thể khai thác trong vòng 90 năm tới và sẽ bị cạn tạo ra khoảng 75.000 tấn phân/ngày đêm. Trong số đó, chỉ kiệt [4]. Trong những năm gần đây, giá phân bón P trên có khoảng 20% khối lượng chất thải chăn nuôi được sử thị trường thế giới tăng lên nhanh chóng, tác động trực dụng hiệu quả (làm khí sinh học, ủ phân, nuôi trùn quế, tiếp đến chuỗi cung ứng lương thực toàn cầu [5, 6]. Để cho cá ăn,…), 80% lượng chất thải chăn nuôi còn lại đã bị đối phó với những thách thức này, việc tìm kiếm nguồn lãng phí và phần lớn thải ra môi trường gây ra tình trạng ô P mới thay thế đã trở thành vấn đề quan tâm của nhiều nhiễm nghiêm trọng. Rõ ràng đây nguồn tài nguyên đang nước trên thế giới, ngay cả tại Việt Nam và đây là hướng bị lãng phí, chưa thu hồi được các chất (N, P, K) để tái sử nghiên cứu đầy triển vọng. dụng để làm phân bón [12]. Một nghiên cứu gần đây nhất từ Zhang và cộng sự năm Bảng 1. Thành phần nước thải chăn nuôi từ các trang 2019 thuộc Viện Khoa học Trung Quốc cho biết, lượng trại lợn trên thế giới nước thải toàn cầu được ước tính là 400 tỷ m3/năm, gây ô Quốc gia Thành phần Trung nhiễm khoảng 5.500 tỷ m3 nước/năm. Đối với nước thải Việt Nam Đài Loan Quốc Nhật Bản Hàn Quốc Mỹ chăn nuôi, riêng các nước Trung Quốc, Mỹ, Brazil, Canađa pH (-) 6,92 7,11 8,2 7,4 8,6 7,91 và Châu Âu đã chiếm hơn 90% số lượng đàn lợn trên toàn COD (mg/l) 5214 2086 5756,9 - 4152,5 3570 BOD5 (mg/l) 2323 - - 4050 - 1078 cầu, ước tính mỗi ngày lượng nước thải từ chăn nuôi lợn TOC (mg/l) - - - - - 111 hơn 453 triệu m3/ngày [7]. Trong nước thải chăn nuôi lợn NH4+-N (mg/l) 1740 512,4 477,3 532 2166,0 835 có chứa nồng độ các chất N, K và P rất cao (tương ứng Tổng N (mg/l) 1688 551,3 - 2302,5 953 PO43--P (mg/l) - - - 72 185,6 121 200 - 3000 mg-N/L; 230-342 mg K/L và 230-342 mg-P/L) Tổng P (mg/l) 112,5 92,8 236 145 295,5 174 [8]. Việc xả nước thải chăn nuôi lợn chưa qua xử lý ra ...